반도체 산업의 높은 진입장벽? '삼성 반도체'가 알려주는 '반도체 생태계' | 반도체 백과사전 EP.5 반도체 생태계 편

 

 

 

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오늘은 반도체 산업의 생태계를

좀 더 공부하고 싶은 분들을 위해

깊이 있게 알아보도록 하겠습니다.

 

 

--반도체 생태계

다양한 생물들이 서로에게 영향을 끼치며 살아가는 이 지구처럼

반도체 분야도 다양한 종류의 회사들이

설계- 생산- 조립- 검사- 유통의 과정에서

서로가 서로에게 밀접한 관계를 맺고 있습니다.

그래서 이러한 환경을 반도체 생태계라고 부릅니다.

 

 

--IDM

설계부터 생산- 조립- 검사- 유통의 전 분야를

종합적으로 갖춘 기업을 IDM 종합 반도체 기업이라고 합니다.

대표적인 IDM 기업이 삼성전자입니다.

 

삼성전자와 같은 IDM회사는

웨이퍼 생산 설비인 팹을 갖추고

반도체 설계- 웨이퍼 가공- 패키징- 테스트로 이어지는

반도체를 만들기 위한 일련의 과정을 모두 수행합니다.

 

그런데 모든 반도체 기업이

이 모든 공정을 담당하지는 않습니다.

설계 따로, 생산 따로, 테스트 따로

각각의 분야만 전문으로 하는 회사들이 있습니다.

 

 

--팹리스

첫 번째 회사가 팹리스 회사입니다

반도체를 제조하는 생산시설을 팹이라고 합니다.

 

팹리스란?

팹이 없는 반도체 회사

즉 반도체를 생산하지 않는 회사를 뜻합니다.

 

그럼 뭘 하느냐?

뛰어난 아이디어와 기술을 바탕으로

반도체 칩 설계를 전문적으로 합니다.

다품종 소량 생산이면서 기술적 다양성이 필요한 시스템 반도체가

주로 팹리스의 형태를 띱니다.

 

 

--파운드리

그렇다면 팹리스에서 설계한 반도체 생산을 담당하는 회사도 필요합니다.

이곳이 바로 파운드리입니다

 

파운드리는 반도체 생산 설비인 팹을 보유하고 있으면서

위탁받은 반도체를 생산하는 기술 서비스 회사입니다.

 

팹을 운영하기 위해서는

먼저 반도체 생산시설을 구축하는데

수십조 원 대의 투자 비용이 들고

끊임없이 공정 기술을 개발해야 하며

고도의 생산 기술이 필요하기 때문에

모든 회사가 반도체를 생산할 수는 없습니다.

 

 

--디자인 하우스

파운드리는 이러한 수많은 팹리스 기업의 생산기지 역할을 하는 셈입니다.

여기에 팹리스와 파운드리의 연결 다리 역할을 하는 기업도 있습니다.

바로 디자인하우스입니다.

 

디자인하우스는 팹리스 기업이 설계한 반도체 설계 도면을

제조용 설계 도면으로 다시 디자인해

파운드리 생산 공정에 적합하도록 최적화된 디자인 서비스를 제공합니다.

 

그런데 왜 디자인 하우스에서 제조용 설계도면을 다시 디자인하는 것일까?

건물을 짓는 것에 비해 보겠습니다.

 

처음 건물을 지으려고 할 때

그 건물의 외관을 확인할 수 있게

초기 설계를 하고 조감도를 그립니다.

 

하지만 이것만 가지고는 건물을 지을 수 없습니다.

그래서 조감도와 기초 도면을 토대로

실제 건물을 지을 수 있게 세부적인 건축자재를 지정하고

상세한 실내외 설계를 해야 합니다.

 

이처럼 디자인하우스는

팹리스에서 설계한 회로 도면을

파운드리에서 실제 제품으로 만들 수 있게

상세하게 풀어주는 역할을 담당합니다.

 

다시 한번 정리하자면

설계만 하는 기업이 팹리스

실제 생산에 적합하도록 설계 최적화를 해 주는 기업이 디자인 하우스

그리고 생산을 담당하는 기업이 파운드리입니다

 

 

--IP

아, 그리고 반도체 생태계에는 IP라는 것도 있습니다.

일반적으로 IP라고 하면 지적 재산권을 의미하지만

반도체 생태계에서는 조금은 다른 의미로 사용됩니다.

 

팹리스가 반도체 회로를 설계할 때

IP업체가 미리 만들어둔 특정 설계 블록을 사용해서

설계 기간을 단축하는 데 활용합니다.

 

그러니 IP 업체는

이미 자신들이 가지고 있는 반도체 설계 기술을

팹리스에게 제공하고

IP 사용료를 받는 형태의 회사들인 겁니다.

 

 

--OSAT

자, 여기까지 왔으면

파운드리에서 생산한 반도체를

최종 제품 형태로 만들 때가 됐습니다.

 

여기서 Outsourced Semiconductor Assembly and Test 업체

줄여서 OSAT(반도체 후공정 전문)이라고 하는

반도체 회로를 테스트하고 패키징하는

반도체 후공정을 전문으로 하는 회사가 등장합니다.

 

특히 AP를 구성하는 부품이

기기마다 다른 시스템 반도체는

다품종 소량 생산으로 제작됩니다.

 

이때 파운드리에서 생산된 반도체 회로를

조립하고 테스트하여 패키징 하는

반도체 후공정을 OSAT기업에서 전문적으로 수행하기도 합니다.

 

그래서 이런 OSAT 업체들이

요즘 시스템 반도체의 부각과 더불어 주목을 받고 있습니다.

 

여기서 잠깐

어쩌다가 반도체 회사가 이렇게 다양한 분야로 쪽이 지게 됐을까?

 

1980년대만 하더라도

팹리스와 파운드리라는 구분 자체가 존재하지 않았습니다.

1세대 시스템 반도체 기업들 역시

설계와 생산을 직접 했습니다.

 

그렇기 때문에 진입장벽이 매우 높았습니다.

그때 등장한 게 바로 파운드리 회사입니다.

 

반도체 위탁 생산을 맡아 주는 회사가 생겨난 만큼

그동안 반도체 시장에 뛰어들지 못했던 다양한 팹리스 회사가 늘어나게 된 것입니다.

 

자, 그럼 반도체 생태계를 정리해보겠습니다.

 

반도체 설계 블록을 제공하는 IP 업체

IP 업체의 설계 블록을 활용해 반도체 설계를 하는 팹리스

팹리스의 설계를 받아서 파운드리에서 생산할 수 있게 도움을 주는 디자인 하우스

반도체 칩 생산을 전담하는 파운드리

그리고 파운드리에서 생산된 웨이퍼를 낱개 칩으로 떼어

포장하고 품질을 검사하는 OSAT

 

이렇게 다양한 기업들이 역할을 분담하고

서로 밀접하게 협력하는 것을

우리는 반도체 생태계라고 부릅니다.

 

 

자 오늘은 반도체 생태계를 깊이 있게 살펴봤습니다.

이제 반도체 유니버스의 윤곽이 조금은 그려질 겁니다.